Qu´est ce qu´une charge (électrique)

[krenouj]

Bonjour,

Je m´excuse d´emblée pour cette question qui a du être posée 1 million de fois sur ce forum.

J´aimerais comprendre la nature de l´électricité mais j´ai beau chercher, je retrouve toujours les mêmes définitions "scolaires".
Elles sont parfaites pour calculer une valeur de résistance mais ne m´éclaire pas beaucoup sur la nature réelle de l´électricité.

A trop lire n´importe quoi, je finis par comprendre n´importe comment.

Voilà ce que j´ai compris du déplacement d´un courant électrique dans un conducteur classique (fil de cuivre):

*un courant circule lorsque qu´un champ électrique est appliqué aux bornes du conducteur.
*l´instauration du courant est instantanée (proche de la vitesse de la lumière)
*les électrons ne se déplacent que très lentement (qqs m/h), en moyenne pas du tout dans le cas d´un courant alternatif ( je ne parle pas ici des canons á électrons, tubes cathodiques...)

Je comprends les deux analogies qui reviennent systématiquement:
celle du bouchon flottant sur l´eau : immobile lors du passage de la vague, les molécules d´eau (=électrons) ne bougent pas c´est l´onde de pression qui est transmise.
même chose avec le pendule á x boules : lorsqu´une bille á droite est percutée, l'énergie est transmise de boule en boule jusqu´á la boule de gauche qui se retrouve projeté

L´énergie électrique est donc transmise sous forme d´une onde (qu´en est il alors du courant continu)

Maintenant, on lit partout qu´un courant électrique est un déplacement de charges, positives (des trous) ou négatives , des électrons (haha!!! je croyais qu´ils ne se déplaçaient pas, ou peu)

Et cette "onde" qui se propage quasi instantanément lors de la fermeture d´un circuit, on l´évoque comme une évidence et on l´oublie aussi sec. Quelle est sa nature? les électrons sont des fermions, existe t il un boson leur étant associé que les électrons se transmettent de proche en proche? ca ne serait pas ca "les charge électriques"

D´ou la quetion du titre : Qu´est ce qu´une charge (électrique)

J´ai bien conscience que je raconte n´importe quoi mais ce que je comprends pour le moment.... J'ai l'impression de mélanger plusieurs échelles (quantique/macroscopique) ...
-----

[LPFR]

Bonjour.
Les électrons se déplacent aussi bien en continu qu'en alternatif. En alternatif ils font des va-et-vient, alors qu'en continu ils ne font qu'aller.

La seule chose qui se déplace dans les solides ce sont des électrons. Les trous ce sont des particules virtuelles utilisées pour se simplifier la vie quand il y a des électrons près du bond supérieur d'une bande et dont le comportement est "bizarre": quand on augmente leur énergie ils ralentissent au lieu d'accélérer. On remplace ces électrons bizarres par des charges positives virtuelles au comportement "normal": des trous.

Si vous vous intéressez au transitoire qui a lieu quand vous branchez un fil sur la borne plus de la pile, il faut aller beaucoup plus loin et regarder comment se comporte le fil. Celui-ci à une capacité de l'ordre de 10 pF/m et une inductance de l'ordre de 10 µH/m.
Au moment au vous branchez le fil On se retrouve avec une self (de quelques millimètres ou quelques microns, suivant la précision de votre raisonnement) en série avec une toute petite capacité. Le courant se met à monter comme dans un circuit LC. La tension se met à monter aussi dans les millimètres suivants, mais avec un retard dû au fait que la tension monte aussi avec retard. Et ainsi de suite. Le retard de propagation dépend des l'inductance et de la capacité par unité de longueur du fil. Il s'avère que, dans l'air, la vitesse de propagation du front d'onde est celle de la lumière.
Ce signal, le fil entouré d'un champ magnétique et électrique forme une onde électromagnétique, pendant la transition. Une fois en régime établi et le courant et la tension constante, les champs ne sont que des champs statiques, et il n'y a plus d'onde.

La charge électrique 'q' est quelque chose qui fait que l'objet qui la possède subit une force F= qE dans un champ électrique, et une force F=qv x B (produit vectoriel) dans un champ magnétique si elle se déplace à vitesse 'v'.

Au revoir.

[curieuxdenature]

les électrons sont des fermions, existe t il un boson leur étant associé que les électrons se transmettent de proche en proche? ca ne serait pas ca "les charge électriques"

Bonsoir krenouj

le vecteur est ce qu'on appelle le photon, tout simplement, mais attention ce n'est pas ça la charge électrique, la charge est une propriété fondamentale de la matière et à priori la plus petite quantité qu'on lui connait est associée à l'électron.
Par définition elle est négative alors que la charge du proton est positive.

Puisque tu parles de fermions, il faut savoir que cette plus petite charge négative est aussi associée à deux autres particules fondamentales (mais à durée de vie extrêmement courte), ce sont :
le Muon, environ 207 fois plus massif que son petit frère l'électron.
le Tau, environ 3477 fois plus lourd que l'électron.
Exactement la même charge que l'électron mais de masses radicalement différentes.

Le constat est simple, la charge électrique est aussi fondamentale que la masse mais ce sont deux grandeurs différentes.

[invite499b16d5]

Le constat est simple, la charge électrique est aussi fondamentale que la masse mais ce sont deux grandeurs différentes.

Bonsoir, j'ai une question à ce sujet.
On sait que la masse, c'est de l'énergie confinée dans un volume. Je ne crois pas qu'on puisse en dire autant de la charge. Qu'est-ce qui jouerait le rôle de l'énergie dans son cas?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitef981f49e]

petite precision : ou plutot question : une transition du niveau fondamental a son ejection de l'atome va faire ejecter l'electron a une vitesse de plusieurs milliers de m/s.Je vois mal comment on pourrait dire que l'electron se deplace lentement (m/h) meme s'il n'efectue qu'un cours trajet.

[LPFR]

Bonjour.

Bonsoir, j'ai une question à ce sujet.
On sait que la masse, c'est de l'énergie confinée dans un volume. Je ne crois pas qu'on puisse en dire autant de la charge. Qu'est-ce qui jouerait le rôle de l'énergie dans son cas?

Ce n'est pas la définition de masse. Ce n'est que la conséquence de l'équivalence entre masse et énergie. On ne définit pas un chat en disant qu'il a 4 pattes: la définition doit comporter le moyen de différentier un chat d'une autre chose (d'une table ou d'un éléphant, par exemple).
La charge en elle même ne correspond pas à de l'énergie. Mais si elle produit un champ électrique, alors ce champ, oui, il a une énergie volumique.

petite precision : ou plutot question : une transition du niveau fondamental a son ejection de l'atome va faire ejecter l'electron a une vitesse de plusieurs milliers de m/s.Je vois mal comment on pourrait dire que l'electron se deplace lentement (m/h) meme s'il n'efectue qu'un cours trajet.

Quand on dit que la vitesse des électrons est de l'ordre de m/h, on est en train de parler du mouvement des électrons du au courant habituel dans un conducteur habituel. Et pas d'autres cas.
On ne parle pas de la vitesse due à l'agitation thermique qui est infiniment plus grande ni de la vitesse des électrons dans un tube à rayons cathodiques ou dans un plasma (comme dans une lampe fluorescente).
Il ne faut pas tout mélanger.

Au revoir.

[krenouj]

Merci, pour ces réponses, ca commence à être plus clair.

Je confondais la propagation du front d´onde et l´état stationnaire du courant électrique.

Une meilleure analogie que celles que j´ai ennoncé serait plutôt celle du tuyau d´arrosage plein d´eau : lorsque l´on active la pompe, la propagation est "immediate" même si le débit peut être faible.

Trés interessant l´histoire des électrons (trous virtuels) en limite de bande , je n´en avais jamais entendu parler. Encore une fois, sur les sites de vulgarisation, on retrouve toujours la même facon de décrire les phénoménes avec des trous et des charges.

Juste une précision sur la génération du champs électromagnétique lors de la propagation du front d´onde : les photons proviennent ils de la conversion directe d´électrons ou de la seule énergie cinétique des électrons? (question qui me taraude aussi depuis un moment et à laquelle je n´ai jamais trouvé de réponse)

Et pour curieuxdenature quand tu dis que les particules Muon et Tau ont une durée de vie trés courte, c´est à dire que quand ils se rencontrent, ils fusionnent pour donner un électron? et j´imagine que ca doit liberer beaucoup d´énergie pour compenser la masse.

[LPFR]

Re.

Trés interessant l´histoire des électrons (trous virtuels) en limite de bande , je n´en avais jamais entendu parler. Encore une fois, sur les sites de vulgarisation, on retrouve toujours la même facon de décrire les phénoménes avec des trous et des charges.

Oui. En général on se contente de dire que les trous sont des électrons qui manquent, et la plupart des gens gobe ça.
Ils devraient penser à une table avec des billes posées dessus. Si vous inclinez la table vers la droite, les billes se mettent en mouvement vers la droite.
Et si vous répétez la manip en enlevant quelques billes pour simuler "des électrons qui manquent", regardez le sens de mouvement de ces trous quand vous inclinez la table.
On ne peut pas expliquer les trous avec un modèle de particules libres.
[QUOTE=krenouj;2967634]
Juste une précision sur la génération du champs électromagnétique lors de la propagation du front d´onde : les photons proviennent ils de la conversion directe d´électrons ou de la seule énergie cinétique des électrons? (question qui me taraude aussi depuis un moment et à laquelle je n´ai jamais trouvé de réponse)
[QUOTE=krenouj;2967634]
Je refuse catégoriquement d'essayer d'expliquer la propagation des champs en utilisant des photons. Ce sont des modèles complètement différents et pas compatibles.

Et je refuse tout aussi catégoriquement d'expliquer l'effet photoélectrique avec des champs: c'est tout aussi absurde.
A+

[doul11]

Et pour curieuxdenature quand tu dis que les particules Muon et Tau ont une durée de vie trés courte, c´est à dire que quand ils se rencontrent, ils fusionnent pour donner un électron? et j´imagine que ca doit liberer beaucoup d´énergie pour compenser la masse.

bonjour,

il n'y a pas de rencontre et de fusion, quand une particule a une durée de vie courte elle se désintègre en particules plus légères et plus stables (durée de vie plus longue).

par exemple le muon- donne : un électron+neutrino muonique + antineutrino électronique, qui eux sont des particules stables

durée de vie :
muon=2.19x10^-6 secondes
électron > 4.6x10^24 années
source : Partcle Data Group

[curieuxdenature]

Et pour curieuxdenature quand tu dis que les particules Muon et Tau ont une durée de vie trés courte, c´est à dire que quand ils se rencontrent, ils fusionnent pour donner un électron? et j´imagine que ca doit liberer beaucoup d´énergie pour compenser la masse.

Bonjour krenouj

l'étude de la physique doit se faire graduellement pour éviter de tirer des conclusions qui ne tiennent pas la route.
Ma remarque à propos du muon et du tau n'était là que pour te montrer que la charge électrique est indépendante de la masse de la particule qui en est dotée.
Il n'y a pas de lien entre la charge et la masse, (du moins pas dans le problème qui te préoccupe) et de nombreux débutants font la même erreur, qui est de tenter de lier ce qui est sans lien.

Me = 1 ; charge = -1
Mµ = 207 ; charge = -1
Mt = 1744 ; charge = -1
Mp = 1830 ; charge = +1

tu vois un lien entre la masse et la charge ?

[krenouj]

Tout à fait d´accord avec toi curieuxdenature, c´est pour ca que j´essaie d´avancer par questions naïves en ésperant ne pas épuiser trop vite mes interlocuteurs.

Ok LPFR, je promets de pas employer la torture pour obtenir une réponse Pouvez vous juste me dire comment faut il s´y prendre pour comprendre/décrire ce phénoméne (quels outils mathematiques?). Je suis parti sur la conversion propagation d´une onde électrique/photons car ce sont les seuls "entrées/sorties" que je connaisse du phénomène.

[LPFR]

Ok LPFR, je promets de pas employer la torture pour obtenir une réponse Pouvez vous juste me dire comment faut il s´y prendre pour comprendre/décrire ce phénoméne (quels outils mathematiques?). Je suis parti sur la conversion propagation d´une onde électrique/photons car ce sont les seuls "entrées/sorties" que je connaisse du phénomène.

Re.
Il y a trois modèles: le classique, le quantique avec des photons "classiques", et le modèle de l'Électrodynamique Quantique.
Le dernier et le meilleur. Il n'utilise que des photons, mais des photons un peu plus élaborés que ceux dont on parle d'habitude (ils ont une phase, par exemple) et parcourent tous les chemins possibles simultanément et remontent même le temps. Il n'y a que ces photons, il n y a plus d'ondes ni champs. Le seul inconvénient est qu'il est extrêmement compliqué et inutilisable dans la "vie de tous les jours".

Donc, on se restreint aux deux modèles anciens. Le modèle classique, le plus ancien est celui qui utilise les ondes et les champs. Rien n'est quantifié et on ne prononce pas le mot "photon" quand on utilise ce modèle: c'est tabou.

L'inconvénient est que ce modèle ne fonctionne pas du tout pour certains phénomènes. Par exemple, il n'explique pas l'effet photoélectrique ni les niveaux d'énergie discrets. C'est pour cela qu'on a inventé la mécanique quantique. Cette fois on travaille avec des photons et on ne prononce pas le mot "onde électromagnétique" ou "champ": c'est tabou.

Quant on veut expliquer un phénomène, on choisit le modèle qui fonctionne le mieux, l'un ou l'autre. Il est absurde d'expliquer le fonctionnement d'une antenne avec des photons ou l'effet photoélectrique avec des champs et des ondes.

Mais pour être complet, il faut dire qu'il y a des phénomènes dans lesquels, les ondes et/ou les particules, se comportent à la fois comme des ondes et comme des particules. C'est la raison pour laquelle les deux modèles les plus anciens ne sont pas parfaits ni suffisants et qu'il fallu aller plus loin avec le modèle de l'EQ.

Mais, en dehors de cas tordus, et même quand on trouve le comportement simultanée, on utilise l'un ou l'autre des deux modèles ou les deux à la fois, quand on ne peut pas faire autrement.

Le problème est que la mode dans l'enseignement (encore des directives ministérielles?) est au "tout photon". Et on arrive à des conneries du genre "le photon c'est en haute fréquence et les champs en basse fréquence", "le photon crée le champ électromagnétique" (ou l'inverse), etc.

Comme je ne suis pas à la mode, j'utilise à chaque fois, le modèle qui me semble le plus approprié el le plus simple. Et je ne les mélange pas.

Comme vous parliez des formules, vous pouvez voir ici, la formule qui donne le champ produit par une charge en mouvement:
http://forums.futura-sciences.com/at...mpelectron.jpg

Le troisième terme est le rayonnement électromagnétique.

A+

[Deedee81]

Salut,

Krenouj,

Concernant les outils mathématiques.

Comme vous parliez des formules, vous pouvez voir ici, la formule qui donne le champ produit par une charge en mouvement:

Il s'agit là d'un résultat de la théorie la plus simple : la théorie classique (électrodynamique classique).

Les outils nécessaires y sont l'algèbre (équations, vecteurs,...) et l'analyse (intégrales, équations différentielles,...).

Pour avoir une idée des équations et donc des outils mathématiques, voir par exemple :
http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89quations_de_Maxwell

En physique quantique (avec traitement semi-classique ou en théorie quantique des champs, on a vite besoin aussi d'une connaissance de la relativité), les outils mathématiques ne sont guère plus poussés (les calculs eux sont ardus). Sauf si on pousse un peu (par exemple, à un certain moment, il faut forcément des connaissances en théorie des groupes, sur les fibrés, etc.)

[invite1acecc80]

Bonjour,

Oui. En général on se contente de dire que les trous sont des électrons qui manquent, et la plupart des gens gobe ça.

Je suis d'accord...mais:

Ils devraient penser à une table avec des billes posées dessus. Si vous inclinez la table vers la droite, les billes se mettent en mouvement vers la droite.
Et si vous répétez la manip en enlevant quelques billes pour simuler "des électrons qui manquent", regardez le sens de mouvement de ces trous quand vous inclinez la table.

Je trouve l'expérience de pensée pas très "bonne" car la différence entre l'interaction avec un champ de gravitation et un champ électrique vient de la possibilité des charges électriques d'être positives ou négatives...
si je considère les électrons et trous comme ayant une masse positive... c'est "normal" qu'ils aillent dans le même sens...

J'ai également trouvé ce raisonnement dans une discussion de Wikipédia

On ne peut pas expliquer les trous avec un modèle de particules libres.

Là, je ne suis pas sûr de comprendre...on peut considérer suivant la précision du modèle... les trous comme des quasi-particule libre, non?
Au final, vous "connaissant", j'ai du mal à comprendre l'affirmation...

A plus.

[LPFR]

Bonjour Asterion.

Je trouve l'expérience de pensée pas très "bonne" car la différence entre l'interaction avec un champ de gravitation et un champ électrique vient de la possibilité des charges électriques d'être positives ou négatives...
si je considère les électrons et trous comme ayant une masse positive... c'est "normal" qu'ils aillent dans le même sens...

Ça m'étonne de votre part. Je suis sûr que si vous réfléchissez un peu plus vous la trouverez bonne.

J'ai également trouvé ce raisonnement dans une discussion de Wikipédia

Rien d'étonnant. Ce n'est pas moi qui l'ai inventée. Malheureusement je ne me souviens pas où je l'ai trouvée (surement pas dans le web: à l'époque il n'existait pas).

Là, je ne suis pas sûr de comprendre...on peut considérer suivant la précision du modèle... les trous comme des quasi-particule libre, non?
Au final, vous "connaissant", j'ai du mal à comprendre l'affirmation...
A plus.

Si on a inventé les trous, c'est parce que les électrons ne se comportent pas toujours comme des particules libres (comme les font les électrons de la plupart des métaux). C'est parce que des électrons ont un comportement "anormal" qu'on a besoin d'introduire des trous. Car des places libres dans une bande on en trouve dans tous les métaux et la plupart ne présentent pas une conduction par des trous mais par des électrons.
La raison est que dans la plupart des métaux, les premiers électrons disponibles (les plus hauts en énergie), sont situés en bas de la bande de conduction. Ils ont un comportement très proche des électrons libres, même si l'interaction avec le réseau fait que leur masse effective est différente.
Par contre, dans certains métaux, comme le tungstène et le cadmium, la bande de conduction est presque pleine et les électrons disponibles se trouvent en haut de la bande. Du coup ils ont un comportement "bizarre": quand on augmente leur énergie leur vitesse diminue. Et c'est pour éviter des travailler avec ce type de comportement qu'on utilise les trous, qui se comportent comme des particules "sages", à la place de ces électrons. Ce qui n'empêche que les trous sont, évidemment, des particules fictives.
Et la conduction électrique, dans le cadmium et dans le tungstène se fait par des trous et non par des électrons. Vous imaginez la pagaille que ça aurait semé si Hall avait fait sa manip avec du tungstène au lieu du cuivre? On aurait conclu que c'étaient les charges positives qui étaient mobiles dans les métaux!
Si les électrons se comportaient toujours comme des particules libres, on n'aurait pas besoin de trous.
Et on ferait des transistors avec le premier bout de ferraille trouvé dans une poubelle.

Cordialement,

[krenouj]

Alors là chapeau, je n'ai qu'un mot à dire : Merci LPFR

Ta mise au point sur les différents modèles, qui est une évidence pour toi ne l'était pas du tout pour moi. Ca m'a éclairé sur bien d'autres interrogations. Je dois m'y prendre comme un manche pour rechercher des informations car je finis toujours par retomber sur les mêmes choses. Avec ton résumé, je vais pouvoir repartir avec de nouveaux mot-clés.

C'est exactement le niveau de vulgarisation qui me convient : ni "le photon est un grain-grain .... ni l'obsédé de l'équation qui ne sait parlé que cette langue ...

Quand j'ai parlé d'outils mathématiques, c'était une maladresse, je pensais justement "modèle" pas "algèbre". Je sais lire une équation mais ça ne me parle pas, je ne sais rien en déduire.

Ca serait pas mal d'avoir une rubrique "mise au point" ou "résumé" sur ce site dans laquelle on pourrait trouver ce genre d'explications courtes qui recadre les choses.

Pour finir, est ce que vous pouvez me conseiller des livres de vulgarisation qui aborde les choses de cette manière : descriptions des "outils" actuels, de leur porté et limites, des controverses et des points chauds de la recherche. Un livre qui explique modestement "voilà comment on comprend les choses aujourd'hui" et pas un catéchisme "la science c'est la théorie de ceci ou cela".

J'ai eu plus de mal à suivre la fin mais c'était très intéressant, merci pour vos messages

[LPFR]

Bonjour.
Je suis content que mes explications vous aient plu.

Je ne connais pas beaucoup des bouquins de "divulgation sérieuse". De plus il y des goûts et des couleurs, et les physiciens ne sont pas unanimes sur la valeur de chaque bouquin.

Pour les photons et l'Électrodynamique Quantique je vous recommande Lumière et matière de Feynman. S'il ne vous plait pas, au moins vous ne vous serez pas ruiné.

Au revoir.

[krenouj]

Je viens de le finir et je ne regrette absolument pas mes 6.5€.

Ca m'a permis de synthétiser les bouts d'explication que j'ai pu glaner à gauche ou à droite.

Ca a répondu à plein de questions (comme : "pourquoi les ondes ne sortent pas de la porte pleine de trous d'un four à microonde" etc...)

Sur la diffraction, Feynman ne se contente pas d'énoncer une théorie mais en donne une explication.

Troublant mais limpide et passionnant.
Je le recommande chaudement.

[invite1acecc80]

Rebonjour,

Je reviens à la "charge" ( )

Ça m'étonne de votre part. Je suis sûr que si vous réfléchissez un peu plus vous la trouverez bonne.

Non, toujours pas... bien que je me suis très mal expliqué... elle n'est guère bonne pour moi, je développe:
Je fais l'hypothèse qu'un modèle quasi classique de porteurs de charges libres ...pas très loin d'un maxima ou (d'un minima, comme on veut) d'une bande en 1D

Dans ce cas je peux réaliser un développement limité autour de ce maxima:



Dans ce cas, la vitesse du porteur dans cet état est:



et on peut prendre A=1/m* avec m* une masse effective positive!

Au final on aura:



où ...


Donc "l'accélération" que subit le porteur de charge q dans un champ électrique est à l'opposé que ce qu'il devrait être s'il était hors du cristal....c'est pour cela que l'on crée une quasi particule de charge opposée se comportant comme un porteur de charge libre q...
Jusque là, j'aborde dans votre sens complètement...

Cependant, l'histoire des billes et trous de billes sur une table ne tient pas puisque "l'interaction" est de type m*.g
Au final, trous ou pas trous, on s'en fiche... leurs accélération ne dépend aucune ment de la charge, ni de la masse effective...
C'est en cela que je trouve l'analogie bancale...

Si on a inventé les trous, c'est parce que les électrons ne se comportent pas toujours comme des particules libres (comme les font les électrons de la plupart des métaux). C'est parce que des électrons ont un comportement "anormal" qu'on a besoin d'introduire des trous. Car des places libres dans une bande on en trouve dans tous les métaux et la plupart ne présentent pas une conduction par des trous mais par des électrons.
La raison est que dans la plupart des métaux, les premiers électrons disponibles (les plus hauts en énergie), sont situés en bas de la bande de conduction. Ils ont un comportement très proche des électrons libres, même si l'interaction avec le réseau fait que leur masse effective est différente.
Par contre, dans certains métaux, comme le tungstène et le cadmium, la bande de conduction est presque pleine et les électrons disponibles se trouvent en haut de la bande. Du coup ils ont un comportement "bizarre": quand on augmente leur énergie leur vitesse diminue. Et c'est pour éviter des travailler avec ce type de comportement qu'on utilise les trous, qui se comportent comme des particules "sages", à la place de ces électrons. Ce qui n'empêche que les trous sont, évidemment, des particules fictives.
Et la conduction électrique, dans le cadmium et dans le tungstène se fait par des trous et non par des électrons. Vous imaginez la pagaille que ça aurait semé si Hall avait fait sa manip avec du tungstène au lieu du cuivre? On aurait conclu que c'étaient les charges positives qui étaient mobiles dans les métaux!
Si les électrons se comportaient toujours comme des particules libres, on n'aurait pas besoin de trous.

J'adhère presque à ce que vous dites, et je voudrais juste préciser certains points:

1/ Dans un cristal, on ne parle d'électrons ou de trous que pour des "excitations" de charges autour de l'énergie de Fermi...Le courant électrique ne se défini que par ce type d'excitation...
Après, dans le cas d'une bande de valence presque pleine, on peut dire que les excitations au dessus de l'énergie de Fermi sont des excitations trous et celles en dessous de l'énergie de Fermi sont des électrons....d'après la manière dont ces excitations interargissent avec le champ électrique...
Au final, ça n'aurait pas changé grand chose si Hall avait utilisé du W à la place du Cu... puisque on ne traite à l'heure actuelle que d'excitations de charge...trous ou électrons...
[/QUOTE]

Et on ferait des transistors avec le premier bout de ferraille trouvé dans une poubelle.

Il faut au moins un gap d'excitation pour cela ...

Cordialement,

A plus.

[LPFR]

Bonjour.
Je l'impression que vous n'avez jamais entendu l'explication que l'on sert un peu partout:
"Vous remplissez d'électrons. Vous créez un trou et on appliquez un champ électrique (positif à droite, par exemple). On vous dit l'électron à gauche du trou vas de déplacer à droite ce qui fait que le trou s'est déplacé à gauche, puis ça se répète, l'électron à gauche du trou se déplace à droite et le trou donc, à gauche."
C'est cette analogie qui est bancale et non celle de la table.
C'est en contradiction avec ce que vous venez vous même d'affirmer et avec la manip de la table que vous trouvez mauvaise. Laquelle est d'accord avec vous et avec ce que vous venez d'affirmer.

Et on s'en fout de ce que l'on traite ou non actuellement. Si vous faites la manip de Hall avec du tungstène vous trouverez que la conduction se fait par des charges positives. Comme dans un semi-conducteur P.

Mais vous êtes libre de vos opinions.
Cordialement,

[invite1acecc80]

Je l'impression que vous n'avez jamais entendu l'explication que l'on sert un peu partout:
"Vous remplissez d'électrons. Vous créez un trou et on appliquez un champ électrique (positif à droite, par exemple). On vous dit l'électron à gauche du trou vas de déplacer à droite ce qui fait que le trou s'est déplacé à gauche, puis ça se répète, l'électron à gauche du trou se déplace à droite et le trou donc, à gauche."

Si, si je l'ai entendu...

C'est cette analogie qui est bancale et non celle de la table.

Les deux... La table est bancale ainsi que l'analogie..(en tout cas pour moi, après... je m'en fiche royal)

C'est en contradiction avec ce que vous venez vous même d'affirmer et avec la manip de la table que vous trouvez mauvaise.

Je ne crois pas non,
Pour faire le changement "électron-trous", on définit une masse effective positive et on prend une charge positive...
mais on ne peut pas faire ça avec une table ... ( m*g au lieu de eE)...
en tout cas, je ne pourrais pas dire que les trous de billes symbolisent "une charge opposée" que la bille pourrait représenter (je peux dire que les trous et les billes symbolisent une même charge).

Et on s'en fout de ce que l'on traite ou non actuellement.

Ok, on s'en fout...après tout pour ce que j'en dis

Si vous faites la manip de Hall avec du tungstène vous trouverez que la conduction se fait par des charges positives. Comme dans un semi-conducteur P.

Oui... donc ce sont des porteurs de charges positives...et voilà... what else?
charge +e, masse m*, spin 1/2....ce sont ce types d'excitations qui contribuent au courant.

Mais vous êtes libre de vos opinions.

Merci ,mais là je fais de la science pas de la politique...

Cordialement.

A plus.

[mariposa]

Bonjour,

Ne nous fâchons pas.

les histoires de trous et d'électrons sont complexes car dérivant du Pb à N corps.

Je vais affirmer des choses sans preuves pour l'instant.

Les quasi-particules.

Electrons et trous dans les semi-conducteurs sont les uns et les autres des quasi-particules et le trou est aussi vrai que l'électron.

La bande de conduction.

Le principe de l'électron consiste a rajouter un surplus de densité électronique, cad un vrai électron et voir comment ce surplus se propage dans l 'ambiance de tous les autres électrons. On démontre que l'on a état stationnaire pour un électron équivalent (une quasi-particule) dont la charge et négative et la masse renormalisée par les interactions (la masse effective). ceci est l 'origine de la bande de conduction.

La bande de valence.

On peut faire la même expérience en retirant 1 électron pour créer un défaut de charge positive et voir comment ce défaut se propage dans le solide. on a ainsi le concept de trou avec une charge positive et une masse renormalisée.

Le trou équivalent au positronium.

Les trous et les électrons sont équivalents aux électrons et positrons de la physique des particules élémentaire et dans les 2 cas ils se recombinent en émettant des photons de même qu'ils forment dans les 2 cas un système hydrogénoïde que l'on appelle positronium dans un cas et exciton dans l'autre.

le cas du Tungstène ou autre .

Quand on modélise la masse effective d'une quasiparticule (a partir d'une structure de bande), celle-ci dépend de la dérivée seconde de la courbe de dispersion en énergie E(k). Elle peut donc être négative. Cela veut dire que lorsque l'on applique une force la quasi-particule dé-accélère au lieu de croitre. on a:

dV/dt = F/m avec m négatif

On aime pas trop les masses négatives et la solution pour s'en débarrasser est la suivante. on écrit:

dV/dt = (q/m).E

où E est le champ électrique.

Pour restaurer la masse positive il suffit de changer le signe de la charge.

C'est ainsi qu'un électron en certains points k de la zone de Brillouin peut se faire passer par son comportement dans la physique du transport comme un trou.

[invite1acecc80]

Bonjour,

Je propose une analogie histoire de faire avancer les choses également... vous pourrez critiquer:

Je me base sur le pendule pesant....
une position stable (angle nul par rapport à la verticale nulle), une position instable (angle de 180° par rapport à la verticale)...

l'énergie potentielle s'écrit:

(l longueur du pendule, g accélération de gravitation).

Si on développe autour des points précédents, on aura:



Maintenant pour symboliser la charge et l'interaction l'électrique, on suppose que notre main pousse le pendule avec une force suffisamment forte pour que le pendule puisse faire un tour complet...
Une charge + sera une force dans un sens
Une charge - une force dans le sens opposée.

Si on est près du point instable: une force type charge + sera équivalente à une force type - près du point stable.
Au final, le pendule tournera à chaque situation dans le même sens....

J'ai pour l'instant pas trouvé mieux...

A plus.

[mariposa]

J'ai pour l'instant pas trouvé mieux...

A plus.

Bonjour,


Ton image me semble un peu trop loin du problème. Et donc je ne vois pas le rapport avec la choucroute.

Tu n'as donc pas lu ce que j'ai écrit au post précédent.

[invite1acecc80]

Ton image me semble un peu trop loin du problème. Et donc je ne vois pas le rapport avec la choucroute.

Possible, cependant pour trouver une analogie mécanique similaire avec les billes et la table, je ne crois pas être dans le mauvais:
énergie potentielle à la forme d'une relation de dispersion simple d'une bande ( masse négative ou positive): champ de mise en mouvement ma main...

Tu n'as donc pas lu ce que j'ai écrit au post précédent.

Si, d'ailleurs ton développement avec le tungtène, je l'ai fait dans l'un de mes précédent post...je ne vois pas donc l'intérêt de redevelopper...

A plus.

[mariposa]

...

Si, d'ailleurs ton développement avec le tungtène, je l'ai fait dans l'un de mes précédent post...je ne vois pas donc l'intérêt de redevelopper...

A plus.

Excuse j'avais en diagonale. J'espère alors que LPFR sera convaincu qu'il n'y a pas de trous dans le tugstène